2008年5月12日,四川汶川发生8级大地震,震后立即开展了紧急救援.在救援过程中,常看到救援工作者使用的这种起重机械,利用这种机械吊起坍塌的混凝土结构的吊板.如图所

发布时间:2020-08-12 22:12:40

2008年5月12日,四川汶川发生8级大地震,震后立即开展了紧急救援.在救援过程中,常看到救援工作者使用的这种起重机械,利用这种机械吊起坍塌的混凝土结构的吊板.如图所示是这种起重机吊臂上的滑轮组,它在50s内将重为2.4×104N的吊板匀速提高10m.已知拉力F为104N.则这个过程中:
(1)拉力F的功率多大?
(2)滑轮组的机械效率多大?
(3)当提升的吊板重为4.8×104N,不计摩擦,求此时的机械效率是多少?

网友回答

解:(1)h=10m,重物由3段绳子承担,故绳子自由端通过的距离为s=3h=3×10m=30m;
拉力所做的总功为W总=Fs=104N×30m=3×105J;
拉力的功率为P===6000W;
(2)所做有用功为W有=Gh=2.4×104N×10m=2.4×105J;
滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%=80%;
(3)不计摩擦,额外功体现在克服机械自身重而做的功;当提升2.4×104N重物时,所做额外功为W额=W总-W有=3×105J-2.4×105J=6×104J;
当提升4.8×104N时,额外功不变,有用功为W有=Gh=4.8×104N×10m=4.8×105J;
总功为W总=W有+W额=4.8×105J+6×104J=5.4×105J;
此时的机械效率为η=×100%=×100%≈88.9%;
答:(1)拉力F的功率为6000W;
(2)滑轮组的机械效率为80%;
(3)当提升的吊板重为4.8×104N,不计摩擦,此时的机械效率为88.9%.
解析分析:(1)根据功的计算公式W总=Fs可求出拉力做的功,即总功,计算时,力和距离要对应;
(2)根据W=Gh求出有用功;然后根据机械效率的计算公式η=×100%可求出滑轮组的效率.
(3)物体重力影响滑轮组的机械效率,抓住此题中的额外功不变这一特征.

点评:熟练运用计算功、功率、机械效率的公式,充分考虑影响额外功的因素;是解答此题的关键.
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